Turbinas de vapor 1927

El que por primera vez pensó en utilizar la reacción del vapor fue el matemático y mecánico Herón de Alejandría, que ideó, ciento veinte años antes de la era vulgar, la conocida eolipila.

A la acción del vapor se dio aplicación mecánica por el arquitecto italiano Branca (1629) con la rueda que lleva su nombre.

Papín, poco después, abría un nuevo horizonte al empleo de la fuerza motriz del vapor; mostraba un nuevo camino por el cual, preferentemente, se dirigieron los técnicos de los siglos XVIII y XIX. El motivo de tal preferencia, aparte de la autoridad de las personas que dedicaron su vida al estudio de la máquina de émbolo; creemos haya sido sobre todo la gran velocidad del motor de turbina aun con las pequeñas presiones entonces usadas. Estas velocidades no podían acostumbrarse, por no disponer de medios mecánicos que permitiesen elaboraciones perfectas, como precisamente son requeridas cuando se ponen en juego fuertes velocidades.

Turbina AEG.

Recordaremos que Watt, el creador del motor de émbolo, sacó en 1784 un privilegio por una turbina de reacción inventada por él, y que diversos mecánicos contemporáneos suyos obtuvieron otras muchas patentes por motores de esa clase.

Pero, repetimos, la gran velocidad de los motores de turbina, sin relación con las aplicaciones posibles de aquel tiempo, impedía su inmediato empleo y á la par la solución práctica del problema por ellas presentado.

No faltaron todavía inventores, meteoros de la mecánica de su época, desaparecidos con sus invenciones; hasta 1884 son por ló menos 150 los privilegios relativos á turbinas de vapor, de los cuales no se ha vuelto á saber; de 1884 datan las patentes de dos hombres que han legado de modo perenne su nombre á los motores de turbina: Carlos Parsons y Gustavo de Laval. Venciendo dificultades de construcción enormes, prejuicios arraigados, encontrando soluciones prácticas genialísimas á problemas que la teoría sólo ha resuelto luego, Parsons y De Laval llegaron á los tipos de turbina, respectivamente de acción y de reacción, que llevan el nombre de sus inventores y que ahora se han afirmado en el mundo industrial, reclamando la solícita atención del científico.

Hoy, resuelto felizmente por algunas casas el no fácil problema eléctrico de producir con períodos normales corrientes de alta tensión, girando á velocidades muy superiores á la ordinaria, los turboalternadores invaden las centrales de vapor y las hidroeléctricas donde es necesaria una reserva de éste.

De algunos años acá han aparecido en los mercados de Europa y América otros tipos de turbinas de vapor. Las numerosas patentes sacadas del 1900 en adelante demuestran un resurgimiento grandísimo en el estudio de estos motores, que hace esperar un porvenir brillante. La lucha con la máquina de Watt está empeñada seriamente; hoy no es posible afirmar aún de un modo absoluto á cuál de los dos motores debe corresponder la palma de la victoria; pero si se juzga por lo que de América viene, donde casi no se habla ya de motores de émbolo, la previsión no es difícil. Sin embargo, no serán seguramente las turbinas de vapor las que revolucionen el mundo industrial, como en su tiempo lo hicieron las máquinas de émbolo.

En cuanto á las turbinas de gas, continúan en gestación; hay muchas patentes de poca importancia, pero no existen turbinas de gas, considerando esta palabra en el sentido más amplio, funcionando como la práctica exige. Y menos aún se tienen turbinas que llamaremos de explosión, esto es, que utilicen el trabajo de expansión de una mezcla explosiva.

Estas necesitan un conjunto de estudios y de experiencias superior ciertamente al requerido por las turbinas de vapor, pero creemos sea sólo cuestión de tiempo. Si las turbinas de vapor por un lado y los motores de gas por otro han sucedido á la máquina de émbolo, las turbinas de gas reconciliarán en el museo industrial, un mañana próximo, á los potentes enemigos de nuestro tiempo.

Los tipos de turbinas de vapor que, aparte de la De Laval y la Parsons, luchan hoy con éxito en el mercado industrial no pasan de cinco. Este hecho demuestra que su fabricación no es un problema que pueda afrontarse ligeramente; aun los más afamados constructores han tenido que pasar en la teoría y en particular en la construcción, por una serie de fracasos, eliminar una tras otra todas las dificultades que se presentaban y experimentar mucho y bien antes de lanzar sus máquinas al mercado.

Turbina Westinghouse - Parsons de 1.000 kilovatios.

Las turbinas de acción del primer grupo tienen por representantes:

1.° La turbina De Laval, construida por la casa del mismo nombre, de Stokolmo, y por la De Laval Steam Turbine Company, de New-York.

2.° La turbina A. E. G., de la Allgemeine Elektricität Gesellschaft, de Berlín.

A las turbinas de acción del segundo grupo corresponden:

1.° La turbina Rateau, construida por la casa Sautter Harlé & C., de París, y la Maschinenfabrik Oerlikon, de Zurich.

2.° La turbina Zoelly, de la Escher-Wyss, de Zurich.

3.° La A. E. G., que reúne las patentes Riedler-Stumpf y Curtis.

Las turbinas de reacción del mismo grupo tienen por tipo á la Parsons, construida por la casa inglesa de su nombre, por la americana Westinghouse y por la Brown-Boveri, de Badén. En Italia, donde la industria adolece de falta de iniciativa y se siguen á alguna distancia las huellas de las casas de otros países, tienen la concesión: de la turbina Rateau, la Sociedad Italiana Oerlikon; para la Zoelly, la Sociedad Siemens-Schuckert; para la Parsons, la Sociedad Tecnomasio Brown-Boveri, y de la turbina A. E. G., la A. E. G. Thomson Houston.

La Rateau es una turbina de acción del segundo grupo; el salto total de presión está dividido en varios saltos menores, cada uno de los cuales está utilizado por acción.

Las distintas ruedas móviles, cuyo número depende de la potencia y de la velocidad angular que se asigna á la parte giratoria, se mueven cada una en una cámara donde el vapor tiene una presión determinada por el número de distribuidores que preceden. Estas cámaras están formadas por el espacio comprendido entre dos distribuidores sucesivos. Las vueltas que da la turbina están generalmente impuestas por las del alternador con que se acopla.

La turbina Curtis es una turbina de acción tal vez, que aprovecha el salto total de presión del vapor, subdividiéndolo en dos por lo menos ó cuatro á lo más, menores utilizados por acción, pero con ruedas que giran á una velocidad relativamente baja; de modo que cada grupo comprende dos ó tres ruedas en serie, destinadas á absorber completamente la fuerza viva del vapor que se expansiona sólo en el primer distribuidor del grupo. El número de grupos y de ruedas de cada grupo dependen, en un mismo salto de presión, de la potencia de la turbina y de la velocidad periférica de las ruedas.

No hay nada nuevo en la idea; las novedades residen en los particulares de construcción de la turbina, que tiene el eje vertical y las paletas fresadas en sectores macizos de un metal especial, que se colocan luego sobre los discos que constituyen las ruedas.

La turbina AEG (Riedler-Stumpf) es una turbina de acción del primer grupo, que tiene la gran característica de no tener las paletas de la rueda móvil engastadas sobre esta, sino fresadas en su periferia. Tal procedimiento permite la construcción de ruedas de gran diámetro perfectamente equilibradas, que deberían, por consecuencia, poder girar con una velocidad periférica de 400 metros sin inconvenientes, efectuando un número de vueltas no superior á 3.000; esta cifra permite el acoplamiento directo aun con generadores de corriente alterna de 50 períodos.

Y si, por razones de naturaleza mecánica, no se puede llegar á la velocidad de 400 metros y se desea una rueda de un diámetro no superior á dos metros (400 metros de velocidad periférica y 3.000 vueltas exigen un diámetro de 2.550 milímetros), se puede muy bien emplear ruedas con dos coronas de paletas fresadas. Tal disposición es usada muy á menudo por la Allgemeinen-Elektricitats-Gesellschaft, constructora de las turbinas Riedler-Stumpf.

Nadie pone hoy en duda la superioridad de las turbinas de vapor respecto á las máquinas oscilantes cuando se comparan los espacios que ocupan ó su peso por caballo. A bordo de los barcos la ventaja del espacio requerido adquiere una importancia grandísima, que fácilmente se comprende si se tiene en cuenta el volumen que ocupan las enormes máquinas de émbolo de los buques modernos, ya sean mercantes ó de guerra, y la consiguiente restricción del espacio destinado á los otros importantes servicios.

No son menores las ventajas de la turbina desde el punto de vista de la disminución del peso por caballo efectivo.

"Las turbinas de vapor y de gas", Giuseppe Belluzzo, Casa Editorial Bailly-Bailliere S.A., Madrid, 1927.